《Molecular Nutrition & Food Research》：The Effects of Biofortified Cowpeas on Iron, Glucose, and Lipid Metabolism in Rats Fed a High-Fat/High-Sugar Diet
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本研究通过动物实验揭示，在高铁缺乏背景下，铁生物强化豇豆（BRS Aracê）可有效改善高脂高糖（HFHS）饮食诱导的代谢紊乱。其不仅具有与硫酸亚铁相当的铁生物利用度（通过血红蛋白增益、HRE、RBV评估），还能显著提升短链脂肪酸（SCFAs）产量、降低胰岛素水平及葡萄糖耐受曲线下面积（iAUC），并优化血脂谱（如提高HDL-c、降低TC/HDL-c比值）。结肠隐窝形态改善与SCFAs（乙酸、丙酸、丁酸）增加提示肠道健康促进机制，为植物基铁强化食品在代谢综合征防治中的应用提供新证据。
研究背景与目的
铁缺乏是全球最普遍的营养缺乏症，高脂高糖（HFHS）饮食会加剧铁代谢紊乱，并进一步影响葡萄糖和脂质稳态。生物强化作物通过提高主食中微量营养素含量，成为解决铁缺乏的重要策略。豇豆作为富含铁、蛋白质和膳食纤维的作物，其生物强化品种（BRS Aracê、BRS Tumucumaque）的铁含量较常规品种（BRS Pajeú）提高约39%。本研究旨在评估HFHS饮食背景下，生物强化豇豆对贫血大鼠铁生物利用度、葡萄糖及脂质代谢的调节作用。
材料与方法
48只雄性Wistar大鼠经21天铁缺乏诱导贫血后，随机分为4组（n=12），在35天恢复期分别饲喂含等量铁（12 ppm）的饲料：HFHS+硫酸亚铁（对照组）、HFHS+常规豇豆（C组）、HFHS+生物强化Tumucumaque（B-T组）、HFHS+生物强化Aracê（B-A组）。检测指标包括铁生物利用度（血红蛋白增益、HRE、RBV）、铁代谢标志物（血清铁、铁蛋白、转铁蛋白、肝铁调素）、口服葡萄糖耐量试验（GTT）、胰岛素水平、血脂谱、盲肠短链脂肪酸（SCFAs）及结肠/肝脏组织形态。
结果分析
- 1.
铁生物利用度与代谢标志物
B-A组血红蛋白增益与硫酸亚铁组无显著差异，且显著高于常规豇豆组（p< 0.05），但HRE和RBV在各组间无差异。血清铁、转铁蛋白、铁调素水平未受干预影响，而B-T组铁蛋白浓度显著低于对照组。
- 2.
葡萄糖代谢改善
B-A组胰岛素水平显著降低（p< 0.05），GTT试验中120分钟时血糖曲线下面积（iAUC）在生物强化组均低于对照组。HOMA-IR和QUICKI指数未出现组间差异，提示胰岛素敏感性未显著改变。
- 3.
短链脂肪酸与肠道形态
B-A组盲肠乙酸和丁酸产量最高，B-T组丙酸水平突出（均p< 0.05）。B-A组结肠隐窝长度显著增加，盲肠pH值降低，表明肠道发酵活性增强且结构改善。
- 4.
脂质代谢调节
B-A组高密度脂蛋白胆固醇（HDL-c）显著升高，所有豇豆组总胆固醇/HDL-c比值均降低（p< 0.05）。粪便甘油三酯排泄在豇豆组均减少，但肝脏脂质沉积和炎症无组间差异。
机制讨论
生物强化豇豆（尤其BRS Aracê）通过双重途径改善代谢：
- •
铁生物利用度提升：较低的植酸铁摩尔比（12.48 vs. 常规17.97）与SCFAs（如丁酸）促进肠道铁吸收相关蛋白（DMT-1、ferroportin）表达，间接支持血红蛋白合成。
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代谢保护效应：SCFAs（乙酸、丁酸）可能通过激活G蛋白偶联受体（GPCR）途径增强胰岛素分泌调控，并抑制肝脏胆固醇合成。结肠隐窝形态改善进一步扩大营养吸收表面积，协同优化代谢应答。
结论与展望
铁生物强化豇豆在HFHS饮食模型中展现出优于常规品种的铁输送效率与代谢调节功能，其作用与SCFAs产量增加、肠道结构优化密切相关。未来需开展人类试验验证其临床潜力，并深入解析豇豆中多酚、抗性淀粉等组分与微生物互作的具体通路。
